ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
К ионизирующим (радиоактивным) излучениям относят рентгеновские и γ-излучения, являющиеся электромагнитными колебаниями с очень малой длиной волны, а также α- и β-излучения, позитронное и нейтронное излучения, представляющие собой поток частиц с зарядом или без него. Рентгеновское и γ-излучение вместе называют фотонным излучением.
Основное свойство радиоактивных излучений — ионизирующее действие. При прохождении их в тканях нейтральные атомы или молекулы приобретают положительный или отрицательный заряд и превращаются в ионы. Альфа-излучение, представляющее собой положительно заряженные ядра гелия, обладает высокой ионизирующей способностью (до нескольких десятков тысяч пар ионов на 0,01 м своего пути), но незначительным пробегом: в воздухе 0,02...0,11 м, в биологических тканях (2..,6)10-6 м. Бета-излучение и позитронное излучение — это соответственно потоки электронов и позитронов со значительно меньшей ионизирующей способностью, которая при одинаковой энергии в 1000 раз меньше, чем у β-частиц. Очень большой проникающей способностью обладает нейтронное излучение. Проходя через ткани, нейтроны — частицы, не имеющие заряда, вызывают в них образование радиоактивных веществ (наведенную активность). Рентгеновские лучи, возникающие при β-излучении или в рентгеновских трубках, ускорителях электронов и т. п., а также γ-излучение, испускаемое радионуклидами — ядрами радиоактивных элементов, обладают самой низкой способностью ионизировать среду, но самой высокой проникающей способностью. Их пробег в воздухе составляет несколько сот метров, а в материалах, применяемых для защиты от ионизирующих излучений (свинец, бетон),—десятки сантиметров.
Облучение может быть внешним, когда источник радиации находится вне организма, и внутренним, возникающим при попадании радиоактивных веществ внутрь через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт или при всасывании через поврежденную кожу. Поступая в легкие или пищеварительный тракт, радиоактивные вещества распределяются по организму с током крови. При этом одни вещества распределяются в организме равномерно, а другие накапливаются только в определенных (критических) органах и тканях: радиоактивный йод — в щитовидной железе, радиоактивный радий и стронций — в костях и т. п. Внутреннее облучение может возникнуть при употреблении в пищу продуктов растениеводства и животноводства, полученных с зараженных сельскохозяйственных угодий.
Длительность нахождения радиоактивных веществ в организме зависит от скорости выделения и периода полураспада — времени, за которое радиоактивность снижается вдвое. Удаление таких веществ из организма происходит главным образом через желудочно-кишечный тракт, почки и легкие, частично через кожу, слизистую оболочку рта, с потом и молоком.
Ионизирующие излучения могут вызывать местные и общие поражения. Местные поражения кожи бывают в виде ожогов, дерматитов и других форм. Иногда возникают доброкачественные новообразования, возможно также развитие кожного рака. Длительное действие радиации на хрусталик служит причиной катаракты.
Общие поражения протекают в форме острой и хронической лучевой болезни. Острые формы характеризуются специфическими поражениями кроветворных органов, желудочно-кишечного тракта и нервной системы на фоне общетоксических симптомов (слабость, тошнота, ослабление памяти и т. п.). В ранней стадии хронической формы наблюдаются нарастающая физическая и нервно-психическая слабость, пониженный уровень эритроцитов в крови, повышенная кровоточивость. Вдыхание радиоактивной пыли вызывает пневмосклероз, иногда рак бронхов и легких. Ионизирующие излучения угнетают репродуктивную функцию организма, влияя на здоровье последующих поколений.
На производстве могут выполняться работы с закрытыми источниками излучений и открытыми радиоактивными веществами.
Закрытые источники герметичные; чаще всего это стальные ампулы, содержащие радиоактивное вещество. Как правило, в них используются γ- и реже β-излучатели. К закрытым источникам относятся и рентгеновские аппараты, ускорители. Установки с такими источниками применяют для контроля качества сварных швов, определения износа деталей, обеззараживания кож и шерсти, обработки семян с целью уничтожения насекомых-вредителей, в медицине и ветеринарии. Работа на этих установках чревата опасностью только внешнего облучения.
Работы с радиоактивными веществами в открытом виде встречаются при диагностике и лечении в медицине и ветеринарии, при нанесении радиоактивных веществ в составе светящихся красок на циферблаты, в заводских лабораториях и т. п. Для работ этой категории опасно как внешнее, так и внутреннее облучение, поскольку радиоактивные вещества могут поступать в воздух рабочей зоны в виде паров, газов и аэрозолей.
Для учета неодинаковой опасности разных видов ионизирующих излучений введено понятие эквивалентная доза. Ее измеряют в зивертах [1 Зв = 1 Дж/кг] и определяют по формуле
H = kD,
где k — коэффициент качества, учитывающий биологическую эффективность различных видов излучения по сравнению с рентгеновским: k = 20 для α-излучения, k— 10 для потока протонов и нейтронов; k- 1 для фотонного и β-излучения; D — поглощенная доза, характеризующая поглощение энергии любого ионизирующего излучения единицей массы вещества, Зв.
Эффективная доза позволяет оценить последствия облучения отдельных органов и тканей человека с учетом их радиочувствительности.
Нормами радиационной безопасности НРБ-96, утвержденными Постановлением № 7 Государственного комитета санитарно-эпидемиологического надзора РФ 19.04.96г., установлены следующие категории облучаемых лиц:
персонал — люди, работающие с техногенными источниками облучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);
все население, включая персонал, вне сферы и условий их производственной деятельности (табл.21.2).
Основные дозовые пределы облучения, мЗв
| Нормируемая величина | Обслуживающий персонал (группа А) | Население |
| Эффективная доза | 20 в год в среднем за любые 5 лет, но не более 50 за 1 год | 1 в год в среднем за любые 5 лет, но не более 5 за 1 год |
| Эквивалентная доза за год: | ||
| в хрусталике | ||
| на кожных покровах | ||
| на кистях и стопах |
Годовая доза облучения населения от естественного радиационного фона в среднем составляет (0,1...0,12)10-2 Зв, при флюорографии 0,37*10-2 Зв, при рентгенографии зубов 3 o 10-2 Зв.
В основные дозовые пределы облучаемых людей не входят дозы от природных и медицинских источников ионизирующего излучения и доза, полученная вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения установлены специальные ограничения.
Защиту от внешнего облучения проводят в трех направлениях: 1) экранированием источника; 2) увеличением расстояния от него до работающих; 3) сокращением времени пребывания людей в зоне облучения. В качестве экранов применяют хорошо поглощающие ионизирующие излучения материалы, такие, как свинец, бетон. Толщину защитного слоя рассчитывают в зависимости от вида и мощности излучения. Следует учитывать, что мощность излучения снижается пропорционально квадрату расстояния от источника. Эту зависимость используют при внедрении дистанционного управления процессами. Время пребывания работающих в зоне воздействия радиации ограничивают из условия соблюдения предельных доз облучения.
При работах с открытыми источниками излучений максимально изолируют помещение, где находятся радиоактивные вещества. Стены должны быть достаточной толщины. Поверхности ограждающих конструкций и оборудования покрывают материалами, легко подвергающимися очистке (пластиком, масляной краской и т. п.). Работу с загрязняющими воздух рабочей зоны радиоактивными веществами проводят только в закрытых вытяжных шкафах (боксах) с фильтрацией удаляемого воздуха. При этом достаточное внимание следует уделять эффективности работы общеобменной и местной вентиляции, а также применять средства индивидуальной защиты (респираторы, изолирующие пневмокостюмы с подачей в них чистого воздуха, очки, комбинезоны, фартуки, резиновые перчатки и обувь), которые подбирают в зависимости от свойств используемых радиоактивных веществ, их активности и вида работ. К важным профилактическим мероприятиям относят дозиметрический контроль и медицинское обследование работающих.
Свойства ионизирующих излучений[править | править вики-текст]
Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц — ядер гелия-4. Альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги. Бета-излучение — это потокэлектронов, возникающих при бета-распаде; для защиты от бета-частиц энергией до1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной в несколько миллиметров. Гамма-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, поскольку состоит из высокоэнергичных фотонов, не обладающих зарядом; для защиты эффективны тяжёлые элементы (свинеци т. д.), поглощающие МэВ-ные фотоны в слое толщиной несколько см. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.
По механизму взаимодействия с веществом выделяют непосредственно потоки заряженных частиц икосвенно ионизирующее излучение (потоки нейтральных элементарных частиц — фотонов и нейтронов). По механизму образования — первичное (рождённое в источнике) и вторичное (образованное в результате взаимодействия излучения другого типа с веществом) ионизирующее излучение.
Энергия частиц ионизирующего излучения лежит в диапазоне от нескольких сотен электронвольт(рентгеновское излучение, бета-излучение некоторых радионуклидов) до 1015 — 1020 и вышеэлектронвольт (протоны космического излучения, для которых не обнаружено верхнего предела по энергии).
Длина пробега и проникающая способность сильно различаются — от микрометров вконденсированной среде (альфа-излучение радионуклидов, осколки деления) до многих километров(высокоэнергетические мюоны космических лучей).
